涂覆有基于铝的金属涂层的钢板制造技术

本发明专利技术涉及涂覆有金属涂层的钢板，所述金属涂层包含2.0重量％至24.0重量％的锌，7.1重量％至12.0重量％的硅，任选的1.1重量％至8.0重量％的镁和任选的选自Pb、Ni、Zr或Hf的另外的元素，每种另外的元素以重量计的含量小于0.3重量％，余量为铝和任选地不可避免的杂质和残留元素，其中比率Al/Zn大于2.9。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆有基于铝的金属涂层的钢板本专利技术涉及涂覆有金属涂层的钢板。本专利技术特别适用于机动车辆的制造。通常使用基于锌的涂层，因为其由于阻挡层保护和阴极保护而允许抗腐蚀保护。屏障作用通过在钢表面上施加金属涂层而获得。因此，金属涂层防止钢与腐蚀性气氛之间的接触。屏障作用与涂层和基材的性质无关。相反，牺牲阴极保护是基于这样的事实，即锌与钢相比是较不贵重的金属。因此，如果发生腐蚀，则锌优先于钢被消耗。阴极保护在钢直接暴露于腐蚀性气氛的区域(例如其中在钢之前将消耗掉周围的锌的切割边缘)中是必需的。然而，当例如通过热冲压对这种经锌涂覆的钢板进行压制硬化过程时，观察到钢中从涂层扩展出的微裂纹。另外，由于部件的表面存在不牢固的氧化物层，因而在磷酸盐化之前，一些涂覆有锌的硬化部件的上涂料步骤需要进行打磨操作。通常用于生产机动车辆的其他金属涂层是基于铝和硅的涂层。由于存在金属间化合物层Al-Si-Fe，因而在进行压制硬化过程时，钢中没有微裂纹。此外，其具有良好的上涂料能力。其允许通过屏障作用进行保护，并且可以进行焊接。但是，其不允许阴极保护，或者其具有非常低的阴极保护。专利申请EP1225246公开了一种Zn-Al-Mg-Si合金镀覆的材料，其中该涂层包含(按重量％计)：Al：至少45％且不大于70％；Mg：至少3％且小于10％；Si：至少3％且小于10％，剩余部分为Zn和不可避免的杂质，其中Al/Zn比为0.89至2.75，并且镀层包含大体积的Mg2Si相。其还公开了一种Zn-Al-Mg-Si合金镀覆的钢材料，其中该涂层包含(按重量％计)：Al：至少45％且不大于70％；Mg：至少1％且小于5％；Si：至少0.5％且小于3％，剩余部分为Zn和不可避免的杂质，其中Al/Zn比为0.89至2.75，并且镀层包含鳞状Mg2Si相。在上涂料之后这些特定涂层在切割边缘部分显示出未上涂料的耐腐蚀性和边缘抗蠕变性。然而，制造特定的Mg2Si相(鳞状或大体积)是复杂的。事实上，这取决于Mg2Si相的短直径平均尺寸相对于长直径的比率和尺寸，如在5°抛光截面中观察到的。尺寸最主要受热浸镀之后冷却速率的影响。此外，Mg2Si相的制造还取决于Mg和Si的量。从工业角度来看，由于这些特定标准，Mg2Si相可能难以获得。因此，存在得不到期望Mg2Si相的风险。本专利技术的目的是提供一种易于成形的经涂覆的钢板，其在成形之前和之后均具有增强的抗腐蚀保护，即除了阻挡层保护之外的牺牲阴极保护。就牺牲保护性腐蚀而言，电化学电位必须比钢的电位负至少50mV，即，相对于饱和甘汞电极(SCE)的最大电位为-0.78V。优选不使电位降低至-1.4V/SCE的值，甚至-1.25V/SCE的值，这会导致快速消耗，并将最终缩短钢的保护期。这通过提供根据权利要求1所述的涂覆有金属涂层的钢板来实现。经涂覆的钢板还可以包括单独或组合的权利要求2至19中的任何特征。本专利技术还涵盖根据权利要求20所述的涂覆有金属涂层的具有牺牲阴极保护的部件。所述部件还可以包括权利要求21至24的任何特征。本专利技术还涵盖根据权利要求25所述的经涂覆的部件用于制造机动车辆的用途。为了说明本专利技术，将特别参照以下附图来描述非限制性实例的多个实施方案和试验：图1示出了对应于168小时标准VDA233-102的一个腐蚀循环。本专利技术的其他特征和优点将由以下对本专利技术的详细描述而变得明显。任何钢都可以有利地用于本专利技术的框架中。然而，在需要具有高机械强度的钢的情况下，特别是对于机动车辆结构的部件，可以使用在热处理之前或之后的抗拉性大于500MPa，优选500MPa至2000MPa的钢。钢板的重量组成优选如下：0.03％≤C≤0.50％；0.3％≤Mn≤3.0％；0.05％≤Si≤0.8％；0.015％≤Ti≤0.2％；0.005％≤Al≤0.1％；0％≤Cr≤2.50％；0％≤S≤0.05％；0％≤P≤0.1％；0％≤B≤0.010％；0％≤Ni≤2.5％；0％≤Mo≤0.7％；0％≤Nb≤0.15％；0％≤N≤0.015％；0％≤Cu≤0.15％；0％≤Ca≤0.01％；0％≤W≤0.35％，余量为铁和来自钢制造的不可避免的杂质。例如，钢板为具有以下组成的22MnB5：0.20％≤C≤0.25％；0.15％≤Si≤0.35％；1.10％≤Mn≤1.40％；0％≤Cr≤0.30％；0％≤Mo≤0.35％；0％≤P≤0.025％；0％≤S≤0.005％；0.020％≤Ti≤0.060％；0.020％≤Al≤0.060％；0.002％≤B≤0.004％，余量为铁和来自钢制造的不可避免的杂质。钢板可以为具有以下组成的2000：0.24％≤C≤0.38％；0.40％≤Mn≤3％；0.10％≤Si≤0.70％；0.015％≤Al≤0.070％；0％≤Cr≤2％；0.25％≤Ni≤2％；0.020％≤Ti≤0.10％；0％≤Nb≤0.060％；0.0005％≤B≤0.0040％；0.003％≤N≤0.010％；0.0001％≤S≤0.005％；0.0001％≤P≤0.025％；应理解，钛和氮的含量满足Ti/N>3.42；碳、锰、铬和硅的含量满足：该组成任选地包含以下中的一者或更多者：0.05％≤Mo≤0.65％；0.001％≤W≤0.30％；0.0005％≤Ca≤0.005％，余量为铁和来自钢制造的不可避免的杂质。例如，钢板为具有以下组成的0.040％≤C≤0.100％；0.80％≤Mn≤2.00％；0％≤Si≤0.30％；0％≤S≤0.005％；0％≤P≤0.030％；0.010％≤Al≤0.070％；0.015％≤Nb≤0.100％；0.030％≤Ti≤0.080％；0％≤N≤0.009％；0％≤Cu≤0.100％；0％≤Ni≤0.100％；0％≤Cr≤0.100％；0％≤Mo≤0.100％；0％≤Ca≤0.006％，余量为铁和来自钢制造的不可避免的杂质。钢板可以根据期望的厚度(其可以为例如0.7mm至3.0mm)通过热轧和任选地冷轧而获得。本专利技术涉及涂覆有金属涂层的钢板，所述金属涂层包含2.0重量％至24.0重量％的锌，7.1重量％至12.0重量％的硅，任选的1.1重量％至8.0重量％的镁和任选的选自Pb、Ni、Zr或Hf的另外的元素，每种另外的元素以重量计的含量小于0.3重量％，余量为铝和任选地不可避免的杂质和残留元素，其中比率Al/Zn大于2.9。根据本专利技术的金属涂层具有高的牺牲保护。优选地，金属涂层不包含选自以下的元素：Cr、Mn、Ti、Ce、La、Nd、Pr、Ca、Bi、In、Sn和Sb或其组合。在另一个优选实施方案中，金属涂层不包含任意以下成分(compound)：Cr、Mn、Ti、Ce、La、Nd、Pr、Ca、Bi、In、Sn和Sb。事实上，不希望受任何理论的束缚，看起来当这些成分存在于涂层中时，存在涂层的特性(例如电化学电位)改变的风险，原因是其与涂层的主要元素的可能相互作用。优选地，比率Al/Zn小于或等于8.5。优选地，比率Al/Zn为3.0至7.5，有利地为4.0至6.0。不希望受任何理论的束缚，看起来如果不满足这些条件，则存在牺牲保护降低的风险，原因是富锌相在涂层中的量不足。在一个优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆有金属涂层的钢板，所述金属涂层包含2.0重量％至24.0重量％的锌，7.1重量％至12.0重量％的硅，任选的1.1重量％至8.0重量％的镁和任选的选自Pb、Ni、Zr或Hf的另外的元素，每种另外的元素以重量计的含量小于0.3重量％，余量为铝和任选地不可避免的杂质和残留元素，其中比率Al/Zn大于2.9。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.30 IB PCT/IB2015/0012811.一种涂覆有金属涂层的钢板，所述金属涂层包含2.0重量％至24.0重量％的锌，7.1重量％至12.0重量％的硅，任选的1.1重量％至8.0重量％的镁和任选的选自Pb、Ni、Zr或Hf的另外的元素，每种另外的元素以重量计的含量小于0.3重量％，余量为铝和任选地不可避免的杂质和残留元素，其中比率Al/Zn大于2.9。2.根据权利要求1所述的钢板，其中比率Al/Zn小于或等于8.5。3.根据权利要求2所述的钢板，其中比率Al/Zn为3.0至7.5。4.根据权利要求3所述的钢板，其中比率Al/Zn为4.0至6.0。5.根据权利要求1至4中任一项所述的钢板，其中所述金属涂层的显微组织包含Al-Zn相。6.根据权利要求1至5中任一项所述的钢板，其中所述涂层包含10.0重量％至20.0重量％的锌。7.根据权利要求6所述的钢板，其中所述涂层包含10.0重量％至15.0重量％的锌。8.根据权利要求1至7中任一项所述的钢板，其中所述涂层包含8.1重量％至10.0重量％的硅。9.根据权利要求1至8中任一项所述的钢板，其中所述涂层包含3.0重量％至8.0重量％的镁。10.根据权利要求9所述的钢板，其中所述涂层包含3.0重量％至5.0重量％的镁。11.根据权利要求1至10中任一项所述的钢板，其中所述涂层的显微组织包含Mg2Si相。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·阿勒利，蒂亚戈·马沙多阿莫里姆，约斯特·德斯特里克，克丽斯塔·戈德列韦·奥斯卡·万登贝格，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU